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Patent Searching and Data


Title:
SURGE-PROOF BRIDGE-FREE POWER FACTOR CORRECTION CIRCUIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/170841
Kind Code:
A2
Abstract:
Disclosed is a surge-proof bridge-free power factor correction (PFC) circuit, comprising: a rectification unit, a surge absorption unit and a reverse cutoff unit. When a surge occurs, the reverse cutoff unit is in a cutoff state, so that the rectification unit and the surge absorption unit constitute an absorption loop, and the surge energy is absorbed by the surge absorption unit. The circuit also comprises a discharge unit which can release the energy absorbed by the surge absorption unit when the surge occurs, and thus can protect a switch tube and a booster diode of the bridge-free PFC circuit, and can reduce the withstand voltage performance of a PFC output filter capacitor, reduce the device selection costs, and shrink the space occupied by a device.

Inventors:
LI DAN (CN)
DAI BINCHUAN (CN)
ZHENG DACHENG (CN)
ZHAO JUNBAO (CN)
PU XIFENG (CN)
WAN ZHENGHAI (CN)
LI JUNKAI (CN)
Application Number:
PCT/CN2013/080376
Publication Date:
November 21, 2013
Filing Date:
July 30, 2013
Export Citation:
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Assignee:
ZTE CORP (CN)
International Classes:
H02M1/42
Foreign References:
CN102118106A2011-07-06
CN101645649A2010-02-10
US20100309699A12010-12-09
Attorney, Agent or Firm:
CHINA PAT INTELLECTUAL PROPERTY OFFICE (CN)
北京派特恩知识产权代理事务所(普通合伙) (CN)
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Claims:
权利要求书

1、 一种防浪涌无桥功率因数校正 PFC电路, 包括: 依次连接在交流电 源和负载之间的无桥 PFC电路和 PFC输出滤波电容; 所述防浪涌无桥 PFC 电路还包括: 整流单元、 浪涌吸收单元和反向截止单元; 其中,

所述整流单元的第一输入、 第二输入对应连接交流电源的第二输出、 第一输出; 整流单元的第一输出连接浪涌吸收单元的第一端子、 反向截止 单元的第一端子; 整流单元的第二输出连接浪涌吸收单元的第二端子; 所述反向截止单元的第二端子连接所述 PFC输出滤波电容的第一极板 和无桥 PFC电路的高压输出端;

浪涌发生时, 反向截止单元处于截止状态, 整流单元和浪涌吸收单元 构成吸收回路, 通过浪涌吸收单元吸收浪涌能量。

2、 根据权利要求 1所述的电路, 其中, 所述防浪涌无桥 PFC电路还包 括放电单元, 连接浪涌吸收单元的第一端子;

所述放电单元, 对浪涌吸收单元在浪涌发生时吸收的能量进行泄放。

3、 根据权利要求 1或 2所述的电路, 其中, 所述整流单元在交流电源 输入的正负半周均与浪涌吸收单元构成吸收回路。

4、 根据权利要求 1或 2所述的电路, 其中, 所述整流单元采用包括二 极管或带有体二极管的开关管的拓朴结构。

5、 根据权利要求 1或 2所述的电路, 其中, 所述浪涌吸收单元采用包 括电容器件的拓朴结构。

6、 根据权利要求 1或 2所述的电路, 其中, 所述反向截止单元采用包 括二极管器件的拓朴结构。

7、 根据权利要求 2所述的电路, 其中, 所述放电单元为辅助电源。

Description:
一种防浪涌无桥功率因数校正电路 技术领域

本发明涉及防浪涌技术,尤其涉及一种防浪涌 无桥功率因数校正( PFC, Power Factor Correction ) 电路。 背景技术

为提高开关电源效率, 越来越多的产品倾向于选择无桥 PFC电路作为 功率因数校正的解决方案。 为避免输入端过大的浪涌电流会损坏开关管及 升压二极管, 这就需要对无桥 PFC电路进行浪涌保护。

现有无桥 PFC浪涌保护的技术方案, 通常通过保护电路, 将浪涌电流 直接引导到 PFC输出滤波电容来实现, 这就导致在浪涌发生瞬间, PFC输 出滤波电容上会出现很高的电压尖峰, 从而在 PFC输出滤波电容选型时, 需要选择耐压较高的电解电容, 由于现有 PFC输出滤波电容容值比较大, 若选择耐压更高的滤波电容, 或者将两个滤波电容串联使用以提高耐压性 能, 必将增大元器件占用的空间, 成本也较高。 发明内容

有鉴于此, 本发明的主要目的在于提供一种防浪涌无桥 PFC电路, 能实 现对无桥 PFC电路的浪涌保护, 且无需提高 PFC输出滤波电容的耐压性能, 能降低器件选型成本, 缩小器件占用空间。

为达到上述目的, 本发明的技术方案是这样实现的:

一种防浪涌无桥功率因数校正 PFC电路, 包括: 依次连接在交流电源 和负载之间的无桥 PFC电路和 PFC输出滤波电容;所述防浪涌无桥 PFC电 路还包括: 整流单元、 浪涌吸收单元和反向截止单元; 其中,

所述整流单元的第一输入、 第二输入对应连接交流电源的第二输出、 第一输出; 整流单元的第一输出连接浪涌吸收单元的第一 端子、 反向截止 单元的第一端子; 整流单元的第二输出连接浪涌吸收单元的第二 端子; 所述反向截止单元的第二端子连接所述 PFC输出滤波电容的第一极板 和无桥 PFC电路的高压输出端;

浪涌发生时, 反向截止单元处于截止状态, 整流单元和浪涌吸收单元 构成吸收回路, 通过浪涌吸收单元吸收浪涌能量。

其中, 所述防浪涌无桥 PFC电路还包括放电单元, 连接浪涌吸收单元 的第一端子;

所述放电单元, 对浪涌吸收单元在浪涌发生时吸收的能量进行 泄放。 其中, 所述整流单元在交流电源输入的正负半周均与 浪涌吸收单元构 成吸收回路。

其中, 所述整流单元采用包括二极管或带有体二极管 的开关管的拓朴 结构。

其中, 所述浪涌吸收单元采用包括电容器件的拓朴结 构。

其中, 所述反向截止单元采用包括二极管器件的拓朴 结构。

其中, 所述放电单元为辅助电源。

本发明所提供的防浪涌无桥 PFC电路, 包括整流单元、 浪涌吸收单元 和反向截止单元, 在浪涌发生时, 反向截止单元处于截止状态, 如此, 整 流单元就可以在交流输入的正负半周均与浪涌 吸收单元构成回路, 以使浪 涌吸收单元吸收浪涌能量,这样, PFC输出滤波电容上不会产生电压尖峰; 进一步的, 还可以通过防浪涌无桥 PFC电路中的放电单元对浪涌吸收单元 吸收的浪涌能量进行泄放, 从而能有效保护无桥 PFC电路中的开关管和升 压二极管。 附图说明

图 1为本发明防浪涌无桥 PFC电路的组成结构示意图; 图 2为本发明防浪涌无桥 PFC电路一实施例的电路原理图。 具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一 步详细的说明。

图 1为本发明防浪涌无桥 PFC电路的组成结构示意图, 如图 1所示, 该防浪涌无桥 PFC电路包括: 依次连接在交流电源和负载之间的无桥 PFC 电路 15和 PFC输出滤波电容; 其中,所述无桥 PFC电路 15和 PFC输出滤 波电容为现有无桥 PFC电路的拓朴结构;

结合图 2所示, 无桥 PFC电路 15包括: 电感 Ll、 L2, 二极管 D5、 D6, 开关管 VT1、 VT2; 其中,

二极管 D5的阳极与电感 L1的第二端子、以及开关管 VT1的漏极连接, 二极管 D5的阴极与二极管 D6的阴极、电容 C1的第一极板、以及无桥 PFC 电路 15的高压输出端 PFCOUT+连接;

二极管 D6的阳极与电感 L2的第二端子、以及开关管 VT2的漏极连接; 电感 L1的第一端子与交流电源的第一输出连接;

电感 L2的第一端子与交流电源的第二输出连接;

开关管 VT 1和 VT2的源级均与滤波电容 C 1的第二极板、以及无桥 PFC 电路 15的低压输出端 PFCOUT-连接。

所述防浪涌无桥 PFC电路还包括: 整流单元 11、 浪涌吸收单元 12和 反向截止单元 13; 其中,

整流单元 11 的第一输入连接交流电源的第二输出, 整流单元 11 的第 二输入连接交流电源的第一输出, 整流单元 11的第一输出连接浪涌吸收单 元 12的第一端子和反向截止单元 13的第一端子, 整流单元 11的第二输出 连接浪涌吸收单元 12的第二端子;

反向截止单元 13的第二端子连接 PFC输出滤波电容的第一极板和无桥 PFC电路 15的高压输出端 PFCOUT+; 并且, 在浪涌发生时, 反向截止单元 13处于截止状态, 以使整流单元 11和 浪涌吸收单元 12构成吸收回路, 通过浪涌吸收单元 12吸收浪涌能量。

这里, 整流单元 11 在交流电源输入的正负半周均与浪涌吸收单元 12 构成吸收回路, 以使浪涌吸收单元 12吸收浪涌能量。

其中, 整流单元 11包括二极管或带有体二极管的开关管, 所述二极管 或开关管构成桥式拓朴, 以保证在交流电源输入的正负半周均与浪涌吸 收 单元 12构成吸收回路。

其中, 浪涌吸收单元 12采用包括电容器件的拓朴结构, 所述电容器件 为一个或多个, 进一步的, 所述浪涌吸收单元 12还可以包括电感器件。

其中, 反向截止单元 13采用包括二极管器件的拓朴结构, 所述二极管 器件为一个或多个, 当反向截止单元 13包括的二极管器件为多个时, 其连 接方式可以为并联或串联。

本发明中, 所述防浪涌无桥 PFC电路还包括: 放电单元 14; 放电单元 14连接浪涌吸收单元 12的第一端子; 并且,

放电单元 14对浪涌吸收单元 12在浪涌发生时吸收的能量进行泄放, 放电单元 14可以为辅助电源或其他形式的负载。

图 2为本发明防浪涌无桥 PFC电路一实施例的电路原理图, 如图 2所 示, 所述防浪涌无桥 PFC电路包括: 依次连接在交流电源和负载之间的无 桥 PFC电路 15和 PFC输出滤波电容 C 1;所述防浪涌无桥 PFC电路还包括: 整流单元 11、 浪涌吸收单元 12和反向截止单元 13 ; 其中,

整流单元 11包括: 二极管 Dl、 D2、 D3、 D4; 并且, 二极管 D1的阳 极与交流电源的第一输出、二极管 D3的阴极以及电感 L1的第一端子连接, 二极管 D1的阴极与二极管 D2的阴极、 电容 C2的第一极板以及二极管 D8 的阴极连接;

二极管 D2的阳极与交流电源的第二输出、 二极管 D4的阴极以及电感 L2的第一端子连接; 二极管 D3的阳极与二极管 D4的阳极、 电容 C2的第二极板、 开关管 VT1和 VT2的源级以及电容 C1的第二极板连接, 并连接到无桥 PFC电路 15的低压输出端 PFCOUT-;

本实施例中,整流单元 11采用四个二极管器件的桥拓朴结构实现整流 相应的, 也可以采用四个带有体二极管的开关管的拓朴 结构实现整流。

浪涌吸收单元 12包括: 电容 C2; 本实施例中, 浪涌吸收单元 12采用 单个电容 C2的拓朴结构, 相应的, 也可以采用多个电容串联的拓朴结构。

反向截止单元 13 包括: 二极管 D8; 其中, 二极管 D8的阳极与电容 C1的第一极板以及二极管 D5、 D6的阴极连接,并连接到无桥 PFC电路 15 的高压输出端 PFCOUT+; 并且,

二极管 D8在浪涌时保持截止, 如此, 浪涌能量被引导至整流单元 11 和浪涌吸收单元 12组成的吸收回路中, 具体的, 若浪涌发生在交流电源输 入的正半周, 整流单元 11 中的二极管 Dl、 D4和电容 C2组成吸收回路; 若浪涌发生在交流电源输入的负半周, 整流单元 11中的二极管 D2、 D3和 电容 C2组成吸收回路;

本实施例中, 反向截止单元 13 采用单个二极管的拓朴结构, 相应的, 也可以采取多个二极管串联或并联的拓朴结构 。

所述防浪涌无桥 PFC电路还包括: 辅助电源 24; 本实施例中, 辅助电 源 24作为放电单元连接浪涌吸收单元 12的第一端子, 由浪涌吸收单元 12 对辅助电源 24进行供电, 以释放浪涌吸收单元 12吸收的浪涌能量。

以上所述, 仅为本发明的较佳实施例而已, 并非用于限定本发明的保 护范围。